电子企业静电、ESD培训材料(最实用、最详细)

ESD 控制 = Man ( 人 ) + Machine (机 ) +Material (料 )+Method(法 )+ Environment( 环 )
Man ( 人 )
--手腕带 ，ESD鞋，ESD椅子,衣服 …
Method ( 方法 )
-- 预防 （创建ESD安全的环境） -- 保护 （保护对ESD敏感的产品或零部件，避免金属小
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ESD 如何损害我们的产品 ESD 损坏的方式
直接的方式
1. 金属（小电阻）接触
间接的方式
静电感应 •不直接接触
•带静电的物体接触产品 (HBM) •物体接触带静电的产品 (CDM)
2. 电路
电磁干扰（EMI） •不直接接触
•热拔插 •带电测试
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ESD 防护的好处
降低成本 提高产品质量
• 如有必要，使用离子风机消除绝缘材料上的静电。
• 从工位上拿走不是生产必须的绝缘材料。
• 对于生产工艺必须的绝缘材料和ESD敏感的产品，保持安全距离 （12英寸 以上）。
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ESD公式 Q + M = ESD
很多人首先试着只是控制 Q ( 静电荷 ) ，但消除M ( 金
属联接 ) 通常是最廉价的，最容易的，从长期来说也是最有 效的解决办法。 聪明的做法是把控制 Q ( 静电荷 ) 和消除M ( 金属联接 ) 结合起来，这取决于在每个工艺过程中哪一种方法最容易， 最廉价。 你必须不断改善和优化你的工艺过程，否则ESD的问题将 继续困惑着你!
配备各种防静电设备和器材，能限制静电电位、具 有确定边界和专门标记的适于从事静电防护操作的场所。
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什么是ESD？
ESD 就是静 电 泄 放 （Electronic Static Discharge） 带有静电的物体靠近或接触另 一物体，只要它们之间存在电势差 ，就会发生静电荷传递。这种静电 荷传递过程我们称之为静电泄放。 当这种静电荷传递的过程强度足够 大，大到可以损坏我们的产品，我 们就称之为ESD事件。
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什么物体可以产生静电 ？
Everything can be come Charged ！
任何物体都可以产生静电 ！
在我们的工作区域所有物体都可以产生静电!
– – – – – – 手推车，椅子，机械手，粘胶带，周转箱和其它物料输送物品 人体，手套，净化室用抹布，净化室用太空服，普通衣服 工作台表面，CRT电脑显示器，手动工具，纸，笔记本，文件夹，笔 墙壁，地板，酒精瓶， ESD 包装，非ESD 包装 等等都可以产生静电。
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电子元器件与 鸡蛋 – ESD 控制思路
• 电子元器件就像鸡蛋，电子元器件对ESD十分敏感就像鸡蛋从高处落下很容易摔坏。
• 电子元器件带有静电就像一个被举高的鸡蛋 • 不是高度摔破了鸡蛋，而是高度的突然改变（摔下鸡蛋）摔破了鸡蛋。 • 不是高的静电电压损坏了电子元器件，而是静电电压的突然改变损坏电子元器件。 • 金属联接造成的静电电压的突然改变等同从高处摔下鸡蛋。
ESD 是 隐 藏 的 敌 人
对于ESD我们应该统一认识，并加以提高
看到 8000V 听到 5000V
感觉到 3000V
针对我们的普通电子产品,安全静电电压是 <
100V !
电子元件 受损 100-500V
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ESD 如何损害我们的产品
大量的静电荷在存在电势差的物体（人或机器）与产品之间 快速传递，短时间内产生很大的电流（远远超过产品可以承 受的电流）重则损毁电路，造成产品不能使用；轻则使电路 过热受到损伤，影响产品的寿命和可靠性。
第四种解决方法
让鸡蛋停在高处不摔下
电子元器件仍然带上静电荷，但是不泄放，当然不会损坏电子元器件但 风险依然存在，有可能在下一工序就会发生静电泄放，损坏电子元器件 ---- 这不是一种好的ESD解决办法。
也许我们还有其它的解决办法？？？
高度（静电 荷的多少）
如果超过这一高度摔下(静电泄放) 鸡蛋(电子元器件) 将被摔破(损坏)
搬运鸡蛋( 电子元器件 ) 越过障碍物， 如何保证鸡蛋( 电子元器件 ) 不被摔破(损坏) ？？？
高度（静电 荷的多少）
如果超过这一高度摔下(静电泄放) 鸡蛋( 电子元器件 ) 将被摔破(损坏)
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ESD Control
ESD控制
电子元器件与 鸡蛋 – ESD 控制思路
第一种解决方法
降低障碍物的高度，
暴露的电路直接接触金属表面。
超过这一高度摔到垫有垫子的地面鸡蛋将被摔破
高度（静电 荷的多少）
超过这一高度摔到没有垫子的地面鸡蛋将被摔破
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ESD Control
Eຫໍສະໝຸດ BaiduD控制
电子元器件与 鸡蛋 – ESD 控制思路
第三种解决方法
为鸡蛋穿上防摔的软套。 为电子元器件增加 ESD 防护： 使用
ESD屏蔽袋，设置分流和限流电阻等 等。
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ESD公式
Q + M = ESD
“Q” “M”
: 在产品或零部件，工具或其它物体（包括人体）上的 静电荷
（通常是由于摩擦或者是静电感应产生的）
: 与产品或零部件暴露的输入电路进行小电阻的金属联接。 “ESD” : 短时间内的大电流损坏产品或零部件，造成 ESD损坏
用这个公式来帮我们理解如何解决ESD问题
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什么样的材料是防静电材料？
1. Conductive 导体材料 2. Dissipative 静电消耗材料 3. Insulator 绝缘材料
105 Ohms /
1 产生静电少 2 静电可以通过接地消除 （但消除速度很快） 3 可以接收的ESD材料 1 产生静电较少 2 静电可以通过接地消除 （消除速度适中） 3 理想的ESD材料
35000V 10000V 50V 4000V
8000V 4000V 10V 1500V
1500V 200V 0V 300V
决定静电产生多少的因素主要有：
1 材料的导电性能：导电材料和静电消耗材料产生比较少的静电，绝缘材料产生很多的静电。 2 环境相对湿度对静电的产生有很大的影响，相对湿度大（空气潮湿）静电产生就少， ESD的 问题就少。反之，相对湿度小ESD的问题就多。 3 ESD地板， ESD安全的鞋（包括太空服）及腕带 的使用对于降低人体产生的静电也是非常 有效的。另外在地板上走动比不走动产生更多的静电。
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3、静电泄放 electrostatic leakage 将静电荷安全传导到地。 4、导体材料 conductive material 一种容易将静电导入地下的材料。表 6 面电阻10 Ω或更小。 5、静电耗散材料 electrostatic dissipati ve material
一种慢慢把静电导入地下的材料。表面电 阻106~109Ω 。
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静电的概念
静电就是静止的电荷，就是物体表面有多余 的电荷（正电荷或负电荷）存在。
静电产生有三种方法：
摩擦 相接触的两个物体发生分离 静电感应产生静电
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静电产生的物理解释
相接触的两个 物体发生分离
结果：带正的静电荷
结果：带负的静电荷
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什么物体可以产生静电 ？
Everything can be come static electricity！
1011 Ohms /
1 产生静电很多 2 静电不能通过接地消除 （消除速度特别慢） 3 非ESD材料
对于静电敏感产品生产，表面电阻小于1x109Ohms 的材料是理想的ESD材料。 22
ESD的危害
人体对大于3000V的静电才有感觉！ 但是……
磁头
PCB/PCC
梳头发
撕贴胶带
走路 23
电路板
ESD 是隐藏的敌人
Faraday Cage 法拉第笼
具有法拉第笼作用的ESD屏 蔽袋，ESD Tray( 注意：只 有封闭或盖好才会有法拉第 笼屏蔽防护作用）
超过这一高度摔到地面，穿上防摔软套的鸡蛋将被摔破
高度（静电 荷的多少）
超过这一高度摔到地面，没有 防摔软套的鸡蛋将被摔破
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ESD Control
ESD控制
电子元器件与 鸡蛋 – ESD 控制思路
任何物体都可以产生静电 ！
在我们的工作区域所有物体都可以产生静电!
– – – – – – 手推车，椅子，机械手，粘胶带，周转箱和其它物料输送物品 人体，手套，净化室用抹布，净化室用太空服，普通衣服 工作台表面，CRT电脑显示器，手动工具，纸，笔记本，文件夹，笔 墙壁，地板，酒精瓶， ESD 包装，非ESD 包装 等等都可以产生静电。
客户满意
增加利润
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我们如何控制ESD？
Three fundamental principles 三个基本的控制原理
-- Ground/Bond all conductors ( 为所有导体进行接地处理。注意：人也是导体） -- Control Charges on Nonconductors ( 控制容易产生较多静电绝缘材料） -- Use protective packaging for transit and storage ( 在产品运输和存贮过程中使用ESD防护包装）
ESD Control 静电防护
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前言
• 静电防护培训的重要性：
• 作为一个在电子行业工作的员工必须了 解静电防护是什么、静电防护的意义、静 电防护的重要性，并且要接受控制它的各 种方法的训练。每一个处理电子零件与装 配的人都必须对这个潜在问题有高度的警 觉，要掌握适当的技术，以避免硬件、声 誉及利益的损失。
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静电防护知识讲座
6、防静电材料 antistatic material
一种实际上不产生静电的材料。表面电阻109~1012Ω 。
7、绝缘材料 insulate material
一种不能将静电导入地下的材料。表面电阻1012Ω 或 更大。
8、防静电工作区
ESD protected area（EPA）
1.
2. 3.
没有金属联接:
没有静电荷 : 没有静电荷和没有金属联接:
Q + M = ESD
Q + M = ESD Q + M = ESD
没有ESD损坏
没有ESD损坏 没有ESD损坏
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ESD公式 消除金属联接（M）: Q + M = NO ESD
• 避免金属联接的方法：
•设计工具，使暴露的电路不能接触工具的金属表面 •在工具的表面使用ESD消耗材料（ESD垫子等）
被ESD损毁的产品
电子元件即时失效只占10% 在厂内可被发现
使电子元件受损的潜在缺陷占90% 在厂内很难被发现 25
ESD Basic Knowledge
ESD基础知识
决定静电产生多少的因素
环境相对湿度 10-20%RH 40-50%RH 70-90%RH
1 在地 毯上走路 2 穿普通鞋在ESD地板上走路（不使用腕带） 3 穿ESD安全的鞋在ESD地板上（使用腕带 ） 4 摩擦绝缘材料
暴露的 电路
不好
好
好
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ESD公式
减少或消除静电荷 （Q）:
Q + M = NO ESD
• 为导体进行可靠的接地（对固定金属导体：接地电阻< 10 ohms ,对 移动导 体，ESD材料或不可以接地的导体：接地电阻< 1X10^9 欧姆。） • 减少或消除摩擦、撕粘胶带等等所有可以产生静电的操作。
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术语解释：
1、静电放电 electrostatic discharge （E SD）
两个具有不同静电电位的物体，由于直接接 触或非接触时静电场感应击穿其间介质而进行的 静电电荷转移的现象。
2、静电敏感器件 static sensitivity devi ce （SSD或ESDS）
对静电放电敏感的器件。
• 相当于传统的 ESD 控制思路
• 只是控制静电荷和电压，去除绝缘材料、使用接地、离子风机等等
如果超过这一高度摔下(静电泄放) 鸡蛋(电子元器件 ) 将被摔破(损坏) 高度（静电 荷的多少）
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ESD Control
ESD控制
电子元器件与 鸡蛋 – ESD 控制思路
第二种解决方法
在地板上靠近障碍物地方垫上软垫子防止鸡蛋被摔破 在工作表面上垫上 ESD垫子或 ESD薄膜（静电消耗材料），防止电子元器件
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• 静电防护培训可以保证给投资以巨大的回报 。保护元件（产品）就是保护利润。 • 特殊性：
1）静电的产生和积累要一定的条件和过程，所以 未加保护也不见得件件产品都会受到静电伤害，有 一定的“偶然性”；
2）由于多数情况下静电能量都较小，所以受到静 电伤害的也并不表现为立即报废，因此常使人们认 识不到静电的危害，抱有侥幸心理 。
电阻接触 ） -- 屏蔽 （对非ESD安全的物品进行法拉第或距离屏蔽 ） -- 消除 （通过接地，离子化消除产生的静电）
Machine ( 机 )